芯片短缺推动创新
芯片短缺一段时间内不会消失,预计会持续到2023年。有些人认为持续的时间会更久,如Intel公司CEO Pat Gelsinger,他认为电子生产设备领域的芯片短缺会持续到2024年。这种状况也有好的一面,那就是这场危机会促使行业开发长期适用的解决方案。这种情况下,支持美国境内半导体生产的政府投资会增加。一旦《CHIPS 法案》开始实施,加速在美国境内建造半导体生产厂,避免再次遇到芯片短缺的局面。
每项挑战背后都孕育着新机
芯片短缺对汽车制造和消费类电子产品的影响,突显了电子产品在立法者及消费者日常生活中的重要作用。芯片生产和供应端的持续动荡已波及到医疗、工业、国防和航空航天业。Everstream数据[2]显示,高阶芯片的平均交付周期是52周,这种情况影响到了每个人。好在这种广泛的影响使立法者和行业都认识到引起芯片短缺问题的不仅仅是硅晶圆生产厂。
为了从整体上解决问题,有了《CHIPS法案》,在投资建设晶圆生产厂的同时还要投资于为芯片配套的高阶封装技术。如果没有配套的封装技术,很多芯片还是要发到海外去封装,这也就违背了《CHIPS法案》促进境内芯片生产发展的初衷。好在法案中已经考虑到了这一点,电子行业也对此给予了更多关注。
有些人担心高阶封装行业的大型公司会得到所有的政府投资资金,事实上,其他辅助加工技术和包括增材制造在内的创新技术也会得到可观的投资。那些灵活性强、创新度高的公司如果也能拿到高阶封装领域的小部分预算资金,并且共同合作,就能使整个电子行业更上一层楼。
现在不勇于创新,就会再次陷入困局
所有人都应该认真思考如何组建团队、起草提案、扩大电子领域以囊括增材制造电子和挠性混合电子(flexible hybrid electronics,简称FHE)等新兴技术。其他国家正在尝试用新技术构建新型电子产品,并已经遥遥领先。目前,美国境内的半导体封装技术有限,政府早期投资的目的也是在大公司内施行异构集成方法。包括对增材制造电子互连封装的投资,可能会对供应链中的一系列企业产生影响。
如果我们不投资研发这些具有前瞻性的技术方法,那么很可能在5年后又会再次陷入目前的局面——讨论美国境内电子产品的严重短缺,以及如何才能摆脱这种困境。实际上,具备这个行业的领导力会变得越来越难,正如上文所述,全球其他国家正在投资研发电子封装和互连技术使用的增材制造工艺。
过去几十年,中国大陆和台湾地区,以及欧洲各国的投资战略都涉及到了基础研发。如果不在这个领域进行重大投资,那么很快我们就会被狠狠甩在后边。
《CHIPS法案》一夜间改变了事情的走向,人们开始谈论之前从未想到过的问题:必须要投资于整体解决方案和供应链,而不是仅仅改善生产线前端。要考虑到每个互连层、载板和封装,包括生产这些层、与目前所依赖的芯片集成的新方法和高效方法,以及如何使芯片变得更薄、更灵活、更能适应多种形式,以使其适应更多用途。
构建芯片制造业队伍刻不容缓
《CHIPS法案》的另一个重点必定是人工的培养。实际上,美国并没有现成的人工可以直接去上文提到的芯片制造厂和高阶封装厂工作。创新取决于人及创新中心的地理位置,如Intel公司计划在俄亥俄州建造晶圆生产厂,创新中心需要具备人们愿意去工作和生活的吸引力。对于制造业的每个岗位,需要更多的支撑公司和员工,所以说这类岗位可以大幅改善当地的就业,成倍增加当地就业岗位。成百上千个岗位急缺人才,所以说对于芯片制造厂、当地和全国经济而言,构建人工队伍已成为必要基础设施的重要组成。
这些都是要求具备高技能、具有高水平薪资的工作岗位,所以需要大学和社区院校具备相应的设施和课程,使学生可接受所需教育和收获实际操作经验,确保他们能够为未来的工作做好准备。全国各地的学校已经开始落实这项要求,如俄亥俄州的Lorain County 社区学院、加利福尼亚州的Evergreen Valley 学院和阿拉巴马州的Drake State社区技术学院,引入了针对寻求更高阶制造经验专业人士的学习项目,以及旨在激发中小学生兴趣的早期学习项目。
除生产芯片外还有构建其他基础设施的机会
对于设备制造商、材料供应商、基础设施供应商以及那些认识到芯片短缺既是挑战也是机遇的企业而言,大家都面临发展的机遇。芯片制造厂与高级封装方案的配套组合显然是复兴美国基础设施建设计划的重要组成,但同样重要的还有增材制造电子技术和混合电子技术等具有前瞻性的技术能力,因为这些技术可以帮助我们避免再次陷入芯片短缺危机,确保正在构建的新型电子制造模式是可持续的。
参考内容
1.“Intel CEO now expects chip shortage to last into 2024,” by Kevin Stankiewicz, CNBC, April 29, 2022.
2.“The Chip Shortage is Easing—But Only For Some,” by Will Knight, Wired, July 25, 2022.
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